Quasi-Zenith Satellite System

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Trace au sol de l'orbite des satellites QZS.
Animation représentant la course des trois satellites QZSS lorsqu'ils seront déployés (2018).

Quasi-Zenith Satellite System ou QZSS surnommé également Michibiki est un système de positionnement par satellite régional complémentaire du système GPS en cours de développement par l'agence spatiale japonaise JAXA. Le système QZSS repose sur l'utilisation du signal émis par trois satellites qui se relaient à la verticale du Japon. Les récepteurs GPS qui captent le signal de ces satellites peuvent bénéficier d'une précision accrue. Par ailleurs les pertes de signal sont réduites de manière importante dans les zones montagneuses et dans les zones urbaines (signal habituellement réverbéré ou bloqué par les immeubles). Les satellites sont placés sur une orbite géosynchrone elliptique qui leur permet d'être visible depuis le Japon sous une élévation importante sur une partie de leur orbite. Trois satellites circulant sur la même orbite, dont un lancé en 2010, auxquels s'ajoutent un satellite en orbite géostationnaire, doivent permettre le démarrage de ce service à compter de 2018. Au-delà de 2023, trois autres satellites devraient être lancés pour améliorer la qualité du service.

Déploiement[modifier | modifier le code]

Le projet a été lancé en 2002 dans le cadre d'un partenariat public/privé. Le projet prévoyait, outre la fonction de navigation, des services de télécommunication et de diffusion vers les terminaux mobiles. Le déploiement des réseaux terrestres utilisant la fibre optique a remis en cause le modèle économique sous-jacent et les industriels se sont désengagés du projet qui est désormais uniquement financé par le secteur public[1]. Le système est en cours de déploiement en 2012. Un premier satellite, construit par Mitsubishi Electric et baptisé Michibiki, a été lancé le 11 septembre 2010. Le système complet, comprenant au minimum 4 satellites (dont trois opérationnels), doit être déployé d'ici 2018. Le cout de ce déploiement est estimé à 1,3 milliard €. Avec une constellation de 7 satellites le système QZSS pourrait fournir un signal plus précis mais il en couterait environ 2 Mds€ et cette dépense est difficilement envisageable dans le contexte économique déprimé que connait le Japon au début des années 2010[2]. Il est prévu de déployer 3 autres satellites après 2023 pour assurer une meilleure couverture[3].

Principe de fonctionnement[modifier | modifier le code]

Trois des quatre satellites prévus pour le démarrage à la mise en service planifiée en 2018 circulent sur la même orbite en maintenant une distance identique (120°) entre eux. Cette orbite est géosynchrone avec une inclinaison orbitale d'environ 40° (correspond au nord de la latitude des grandes agglomérations japonaises). L'apogée située dans l'hémisphère nord est nettement plus élevée que le périgée (40 000 km contre 32 000 km). Le choix de cette orbite permet aux trois satellites de survoler en permanence les mêmes régions en dessinant un huit dont la partie nord est située au-dessus du Japon et de passer plus de temps au-dessus de cette partie que dans la boucle qui survole l'Australie (13 heures dans l'hémisphère nord contre 11 heures dans l'hémisphère sud). Vu de Tokyo, un satellite est visible durant 8 heures à 70° au-dessus de l'horizon, 12 heures entre 50 et 70° puis 16 heures avec une élévation comprise entre 20 et 50°. Un quatrième satellite placé en orbite géostationnaire sera visible avec une élévation intermédiaire mais constante. Dans les canyons urbains des grandes villes urbaines du Japon ou les régions montagneuses qui représentent 50% de la surface du pays, le système doit garantir qu'il y a toujours un satellite suffisamment haut au-dessus de l'horizon pour être dans la ligne de visée du GPS malgré les obstacles qui entourent l'utilisateur. Ce ou ces satellites émettant un signal identique à celui du GPS viendront compléter la couverture assurée par ces derniers. Car compte tenu de l'orbite des satellites GPS seuls 2 ou 3 d'entre eux sont visibles au-dessus de 60° d'élévation à un instant donné alors qu'il en faut au moins 4 pour obtenir une position fiable[4].

Segment spatial[modifier | modifier le code]

Le satellite QSZ est composé de deux sous-ensembles cubiques superposés dont les dimensions sont 2,9 x 3,1 x 6,9 m. Une fois déployés les panneaux solaires portent l'envergure à 25,3 mètres. La masse au lancement est de 4,1 à 4,7 tonnes tonnes dont environ 2 tonnes d'ergols. Le satellite utilise une plate-forme DS-2000 développée par Mitsubishi Electric et utilisée notamment par les satellites météorologiques géostationnaires Himawari et certains satellites de télécommunications[4],[5].

Segment sol[modifier | modifier le code]

Les installations au sol comprennent une station de contrôle située à Tsukuba à 60 km au nord de Tokyo et 9 stations de suivi implantées au Japon ainsi que dans d'autres pays notamment pour les plus éloignées à Bangalore en Inde, Hawaï et Canberra en Australie[6].

Lancements effectués et planifiés[modifier | modifier le code]

Sources[5]
Désignation Date de lancement Lanceur Orbite Identifiant COSPAR Commentaire
QZS-1 11/9/2010 H-IIA-202 32 618 km × 38 950 km, 41° 2010-045A
Lancements planifiés
QZS-2 2017 H-IIA-202 Orbite géosynchrone
QZS-3 2017 H-IIA-202 Orbite géosynchrone
QZS-4 2018 H-IIA-202 Orbite géostationnaire
QZS-5 > 2023 H-IIA-202 Orbite géosynchrone
QZS-6 > 2023 H-IIA-202 Orbite géosynchrone
QZS-7 > 2023 H-IIA-202 Orbite géosynchrone

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) « La navigation en zone urbaine améliorée grâce à Michibiki », sur bulletins-electroniques.com, Ministères des Affaires étrangères et européennes,‎
  2. (en) « Le GPS japonais se développe », sur bulletins-electroniques.com, Ministères des Affaires étrangères et européennes,‎
  3. (en) « Why is QZSS required today? », sur Quasi-Zenith Satellite System, [[Bureau du Cabinet (Japon)|]]
  4. a et b (en) « Quasi-Zenith Satellite Orbit (QZO) », sur Quasi-Zenith Satellite System, [[Bureau du Cabinet (Japon)|]]
  5. a et b (en) Gunter Krebs, « QZS 1, 2, 3, 4 (Michibiki) », sur Ginter's Space Page (consulté le 30 décembre 2016)
  6. Michel Capderou, Satellites de Kepler au GPS, Springer, (ISBN 978-2-287-99049-6), p. 629

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]